Die Weiterentwicklung der Fertigungstechnik verändert die Fähigkeiten der Bediener

Neue Technologien wie Augmented Reality (AR) und künstliche Intelligenz (KI), die im Jahr 2023 in die Werkshallen Einzug halten, wirken sich auf die Bedienerrollen aus. Große Kapitalinvestitionen in die Automatisierung durch Lebensmittelhersteller haben die Werkshallen in den letzten 10 Jahren verändert. Bei diesen Verbesserungen handelte es sich jedoch in der Regel um umfangreiche und längere Projekte, wie z. B. Aktualisierungen industrieller Netzwerke oder den Wechsel zu neuen speicherprogrammierbaren Steuerungsplattformen (SPS). Bei diesen Anlagenaktualisierungen führten die Hersteller die Schulungen intern durch oder ließen sich von Dritten bei der Mitarbeiterschulung unterstützen.

Wie verändert sich die Ausbildung durch neue Technologien und wie sollte die Geschäftsleitung das Werkspersonal im Jahr 2023 betrachten?

Bereits im April sagte Joe Campbell, leitender Manager für Anwendungsentwicklung bei Universal Robots, dass Lebensmittelmanager die Probleme mit der Belegschaft minimierten. „Es gibt immer noch so viele ältere Menschen, die glauben, dass es sich um ein kurzfristiges Problem handelt“, sagte Campbell bereits im April 2023.

Der 8. Jahresbericht „State of Smart Manufacturing“ von Rockwell Automation und Sapio Research zeigt jedoch, wie sich das ändern könnte. Eine ziemlich große Erkenntnis von zeigt, „dass im letztjährigen Bericht (2022) nur 35 % der Befragten angaben, dass ihrem Unternehmen qualifizierte Arbeitskräfte fehlten, um die Konkurrenz in den nächsten 12 Monaten zu übertreffen.“

Im Bericht 2023 änderte sich dies dramatisch und zeigte „einen Anstieg von 11 % gegenüber dem Vorjahr auf 46 % und stellt nun die größte Sorge der Hersteller in Bezug auf die Wettbewerbsfähigkeit dar.“

Darüber hinaus heißt es in dem Bericht, dass „36 % der Hersteller vorhandene Arbeitskräfte in neue oder andere Rollen umwandeln“.

Diese Welle von Investitionen in intelligente Fertigungstechnologien in den Fabriken schafft neue Arbeitsaufgaben und erfordert eine Schulung der Arbeitskräfte. Der Smart-Manufacturing-Bericht zeigt, dass „17 % der Unternehmen neue Arbeitskräfte für unterschiedliche Rollen einstellen müssen“ und „41 % der befragten weltweiten Fertigungsleiter gaben an, dass die Schulung aktueller Mitarbeiter in aktualisierten Prozessen die größten Hindernisse im Zusammenhang mit der Belegschaft sind, mit denen sie konfrontiert sind, einschließlich Lebensmittel und Getränke.“ Hersteller.“

„Unsere Kunden berichten uns, dass die anhaltenden Herausforderungen im Zusammenhang mit Personalmangel und Personalbindung die Bedeutung effektiver und wiederholbarer Schulungsprogramme deutlich in den Mittelpunkt gerückt haben“, sagt Michael Newcome, VP of Sales bei JLS Automation, einem Anbieter von Roboterverpackungslösungen.

Kürzlich stellte JLS Automation ein KI-Inspektionssystem vor, das in sein primäres Ladesystem integriert werden konnte, um geeignete Proteinstücke zu identifizieren. Dabei basierte es auf einem Inspektionssystem, das sichtbares Licht in Verbindung mit von Menschen trainierter KI verwendet.

Der Smart Manufacturing Report weist auf diese wiederkehrenden Probleme bei der Belegschaft von Lebensmittelunternehmen hin:

„Es ist wichtig, die Betreiber frühzeitig in den Prozess einzubeziehen, die Vorteile zu erläutern und auf ihre Bedenken einzugehen“, sagt Lee Coffey, globaler strategischer Marketingmanager für Konsumgüter bei Rockwell Automation. „Durch das Verständnis dieser Bedenken können Organisationen eine unterstützende und ermutigende Atmosphäre schaffen, die dabei hilft, Veränderungen anzunehmen.“

Seit Jahren erhalten Lebensmittelverarbeitungsbereiche in Unternehmen die erste Welle von Modernisierungsbemühungen oder intelligenten Anlagen. Dies könnte Kapitalinvestitionen in den Ausbau industrieller Netzwerke für die Verarbeitung bedeuten, um die Kommunikation zwischen der Fabrikhalle und der Führungsebene zu optimieren und Kosten zu senken.

Das bedeutete schnellere Gewinne für die Verarbeitung sowie ältere Geräte und Netzwerke für die Verpackungsabteilungen von Lebensmittelunternehmen.

Im Jahr 2013 wurde Chobani für den Bau einer neuen Anlage in Idaho mit der Auszeichnung „Plant of the Year“ von Food Engineering ausgezeichnet. Dabei wurden mehr als 29 SPS im gesamten Werk und eine Prozess-SPS hinzugefügt, die alle über ein Hirschmann-Industrie-Ethernet und mehr als 25.000 E/A-Punkte miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ermöglichte ein industrielles Ethernet-Netzwerk den Bedienern die Verfolgung von Prozessen an jedem Standort über die FactoryTalk View SE-Software von Rockwell und den Data Historian von Wonderware.

Die erste Phase der Modernisierung betraf die Verarbeitungsseite. Jahre später fügte Chobani dem Verpackungsgeschäft die Ignition-Plattform sowie Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) von Induktiv Automation hinzu, was wichtig war, da Prozesssteuerungsdaten, wie z. B. Prozesstanks, mit der Unternehmensebene kommunizieren und mit der Realität synchronisiert werden konnten -Zeitliche Informationen zu Verpackungsvorgängen.

Darüber hinaus sendete das Management Warnmeldungen an die Werksteams, wenn die Produktionsleistung unter bestimmte Werte fiel.

Während sich Investitionen in Ausrüstung und Netzwerke auf die Verpackung konzentrieren, arbeiten Originalgerätehersteller (OEMs) mit Technologieanbietern zusammen, um Betreibern und Lebensmittelunternehmen bei der Behebung von Produktionsproblemen zu helfen.

Ein Beispiel ist Harpak-ULMA Packaging und seine Partnerschaft mit PTC, das eine Reihe von Informationslösungen zur Fehlerbehebung in Werkshallen anbietet. PTC bietet Vuforia Expert Capture, eine AR-Plattform, und die industrielle Konnektivitätstechnologielösung von ThingWorx an. Diese beiden Tools kombinieren AR und Echtzeit-Videokommunikation, um Werksarbeitern dabei zu helfen, sich mit einem externen Experten (OEM) in Verbindung zu setzen, um Probleme bei der Fehlerbehebung zu lösen.

Harpak-ULMA Packaging bietet eine Reihe von Geräten für die Lebensmittelindustrie. Das Unternehmen bietet eine Reihe von Geräten an, darunter Schalenversiegelung und -formung, Thermoformmaschinen, Schlauchbeutelmaschinen, Umverpackungs- und Verpackungsautomatisierung. Für die Automatisierung seiner Geräte nutzt Harpak-ULMA Steuerungsplattformen von Rockwell Automation mit Kepware-Industrienetzwerken.

„Wir haben uns für die Vuforia-Suite von PTC entschieden, weil wir eine Vielzahl von Kunden haben und diese unabhängig von der Organisationsstruktur Flexibilität beim Zugriff auf ihre Daten benötigen“, sagt Alexander Ouellet, Innovationsingenieur bei Harpak-ULMA Packaging.

Maple Leaf Foods mit Sitz in Ontario, Kanada, ist ein erstklassiger Lebensmittelhersteller, der zubereitetes Fleisch und Geflügel herstellt und kürzlich ein Pilotprogramm rund um AR zur Verbesserung der Abläufe eingeführt hat. Für das Pilotprojekt rekrutierte Maple Leaf Harpak-ULMA Packaging, Rockwell Automation und PTC.

Für das Projekt strebte Maple Leaf eine Gesamtanlageneffektivität (OEE) von 80 % oder mehr an. Zu den Maßnahmen, die sich auf die OEE auswirken, gehören die Qualifizierung des Personals durch bessere Schulung, weniger/kürzere Ausfallzeiten, eine höhere Qualität beim ersten Durchgang und eine schnellere mittlere Reparaturzeit (MTTR).

Das Pilotprojekt umfasste die gesamte Bibliothek von PTC AR-Anwendungen und erstellte eigene maschinenbasierte AR-Erlebnisse. AR bietet visuell basierte Arbeitsanweisungen und Schulungen sowie fachkundige Anleitung auf Abruf.

Das Projekt zeigte schnell den Wert von AR in einer Verpackungslinie. Beispielsweise liefert die OEE-Anwendung selbstdiagnosende Maschinenberichte, in denen Ausfallzeiten und Maßnahmen mit hoher Priorität pro Schicht identifiziert werden.

Mittels Fernkonnektivität überwacht das Harpak-ULMA-Team diese Berichte täglich, identifiziert häufige Ausfälle und erstellt dann mithilfe von Vuforia Abhilfemaßnahmen. Mit dieser Anwendung erfassen OEM-Experten Schritt-für-Schritt-Abläufe und wandeln sie in AR-basierte Arbeitsanweisungen um, auf die Bediener in Echtzeit zugreifen können.

In einem kürzlich durchgeführten Webinar führte Ouellet eine Thermoformmaschine vor und erörterte die Herausforderungen für den Bediener bei der Fehlerbehebung und Maschinenerkennung. Ouellet sagt, sobald eine Maschine durch Flächenerfassung erkannt wird, kann sie Datenströme von der Maschine abrufen, darunter Seriennummer, OEE, Maschinenstatus und Bediener.

„Im Feld erhält der Bediener so in Echtzeit zahlreiche Informationen darüber, wie die Maschine läuft, und er muss sich nicht bei einem bestimmten Bildschirm auf einem HMI anmelden“, sagt Ouellet. „Diese Daten können auch mit Dashboards abgeglichen werden.“

Um den Nutzen für die Belegschaft zu erhöhen, betonte Ouelett außerdem, wie wichtig es ist, warum die digitale Zwillingstechnologie Teil des Harpak-ULMA-Angebots ist. Digitale Zwillinge ermöglichen es dem Personal außerdem, virtuell in das Innere einer laufenden Maschine zu blicken, um die Position und den Zustand von Komponenten zu erkennen, ohne die Produktion anzuhalten.

Während der Demo wies Ouelett darauf hin, dass ein digitaler Zwilling Warnungen erzeugen kann, die an einen Bediener übermittelt werden können, der nicht über jahrelange Erfahrung mit dieser Maschine verfügt. Die digitale Wegfindungstechnologie führt einen Bediener zum richtigen Bereich der Maschine und zeigt beispielsweise an, welches Messgerät nicht richtig funktioniert, obwohl es im Maschinenbereich viele Messgeräte gibt.

Mit der Modernisierung von Lebensmittel- und Getränkefabriken werden immer mehr Unternehmen der Digital-Twin-Technologie sowie AR- und KI-gestützten Lösungen länger Aufmerksamkeit schenken. Jahrelang bestand das Ziel von Werksleitern darin, mithilfe von Automatisierungstechnologie den Betrieb zu optimieren und die Kosten zu senken. Jetzt leistet die Technologie der nächsten Generation etwas Ähnliches: Sie hilft Betreibern, die Produktion zu optimieren und eine höhere OEE zu erzielen.

„Aus Supportsicht hilft der Einsatz kamerabasierter Technologien unserem Kundendienstteam, ein Problem zu erkennen, zu identifizieren und zu lösen, sei es AR, ereignisbasierte Kamerasysteme oder Live-Video von einem Mobiltelefon“, sagt Newcome.